Upload
rio-gunadharma
View
230
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
PENGERTIAN STRUKTUR RANGKA
Gambar 1(Schodek , Hal : 5)
Gambar 2 (Schodek hal : 6)
Klasifikasi Utama
Dasar untuk memahami dan suatu bidang ilmu adalah pengetahuan mengenai
bagaimana kelompok-kelompok di dalam bidang tersebut dibedakan, diurutkan dan
dinamakan secara sistematis. Metode umum untuk mengklasifikasi elemen struktur ini
diperkenalkan satu metode umum klasifikasi elemen struktur dan sistem, menurut bentuk
dan sifat fsik dasar dari suatu konstruksi ( gambar 1 ). Dari pola klasifikasi dinyaakan
secara tidak langsung bahwa struktur yang kompleks hanya merupakan hasil dar
penambahan elemen yang lebih sederhana. Gambar 1 menunjukan pendekatan
pengklasifikasian sedergana mengenai struktur.
Geometri
Gambar yang ditunjukan dalam gambar sebelah kiri pada gambar 1 dapat secara
umum diklasifikasikan sebagai salah satu bentuk elemen garis atau sebagai bentuk
elemen permukaan.
Elemen garis : garis lurus atau garis lengkung
Elemen permukaan : bentuk datar atau lengkung
Elemen permukaan lengkung bisa berupa lengkungan tunggal atau ganda.
Walaupun kenyataanya tidak ada yang disebut elemen garis atau lengkung namun nama
itu digunakan sebagai pengklasifikasian, dan akan selalu bermanfaat untuk
mengelompokkan elemen yang panjang dan langsung ( missal kolom yang potongannya
melintangnya lebih kecil daripada ukuran panjangnya ).
Kekakuan
Gambar 1 juga menggambarkan pengklasifikasian dasar kedua berdasarkan
karakteristik kekakuan elemen struktur. Perbedaan yang utama yaitu apakah elemenn itu
kaku atau fleksibel.
Elemen kaku :
Biasanya berbentuk batang.
Tidak mengalami perubahan bentuk yang cukup besar dibawah pengaruh.
gaya/perubahan gaya yang diakibatkan oleh beban. ( gambar 2 )
Struktur ini selalu bengkok meski dibebani dengan beban yang sangat kecil.
Elemen Fleksibel :
Mempunyai bentuk tertentu pada suatu kondisi pembebanan.
Bentuk berubah secara drastis apabila pembebanan berubah (gambar 2 )
Struktur ini mempertahankan keutuhan fisik meskipun bentuknya berubah.
Dalam beberapa analistis menurut bukunya Daniel L. Schodek kata-kata kekauan dan
fleksibel digunakan dalam arti lebih sempit daripada penggunaannya. Kondisi ini
dimaksudkan agar lebih mengarah pada karakteristik kekauan local. Jadi, suatu kabel
dapat saja dikatakan kaku di sepanjang bentangannya dan menurut arah beban yang
dipikulnya.
Sistem satu arah dan dua arah
Cara yang paling mendasar untuk membedakan berbagai jenis struktur adalah menurut
susnan dalam ruang tumpuan yang digunakan untuk hubungan antara struktur dengan
tumpuan yang ada. 2 sistem yang penting adalah sistem satu arah dan dua arah.
Sistem 1 arah :
Mekanisme transfer beban dari struktur untuk menyalurkan beban ke tanah
merupakan aksi satu arah saja
Sistem 2 arah :
Mekanisme transfer beban dari struktur menyalurkan beban ke tanah lebih rumit
dan kompleks.
Elemen-elemen struktur utama
Elemen kaku yang umum digunakan, termasuk balok, kolom pelengkung, flat-
plate, plat berkelengkungan tunggal, dan cangkang, mempunyai kelengkungan yang
berbeda-beda. Yang termasuk elemen tidak kaku atau fleksibel adalah :
Kabel
Membran
Selain itu , ada jenis elemen lain yang diturunkan dari elemen tersebur, misalnya
Rangka
Rangka batang
Kubah
Jarring
Pemberian nama pada suatu elemen yang mempunyai karakteristik kekauan dan geometri
tertentu dilakukan hanya untuk memudahkan dalam proses pembelajaran saja.
Balok dan Kolom
Balok sebagai elemen horizontal memikul beban yang bekerja secara transversal
dari panjangnya dan mentransfer beban tersebut ke kolom vertical yang menumpunya.
Kolom tersebut dibebani secara aksial oleh balok, kemudian mentrasfer beban itu ke
tanah. Karena balok melentur sebagai akibat dari beban yang bekerja secara transversa;
tersebut ( lihat gambar 3 ), maka balok sering disebut memikul beban secara melentur.
Kolom yang menumpu balok tidak melentur ataupun melendut karena kolom pada
umumnya mengalami gaya tekan aksial tekan saja.
\Rangka
Rangka yang tergambar pada gamabr 3 mempunyai aksi structural berbeda karena
adanya titik hubung kaku antara elemn vertical dan horizontal. Kekauan ttik hubung ini
memberikan banyak kestabilan gaya lateral. Pada sistem rangka, baik balok maupun
kolom akan melentur sebagai akibat adanya aksi beba pada struktur. Dengan demikian ,
biasanya elemen struktur pada sistem rangka biasanya dibuat berulang apabila dipakai
pada gedung.
Rangka Batang
Rangka batang (trusses) adalah struktur rangka yang dibuat dengan menyusun
batang yang relative pendek dan lurus menjadi pola-pola segi tiga. Struktur demikian
secara eksak memang kaku karena setiap elemen garis pada struktur tersebut mempunyai
posisi relative tertentu. Berbagai pola lain tidak memberikan struktur kaku. Rangka
batang terdiri dari elemen-elemen diskrit melendut secara keseluruhan apabila dibebani
dengan cara serupa dengan balok yang dibebani transversal. Akan tetapi, setiap batang
transversal tidak melentur karena hanya mengalami gaya tarik atau tekan,
Pelengkung
Pelengkung adalah struktur yang dibentuk oleh elemn garis yang melengkung dan
membentang di antara titik. Struktur ini umumnya terdiri atas potongan kecil yang
mempertahankan posisinya akibat adanya tekanan dan beban. Bentuk lengkung dan
perilaku beban adalah hal yang menentukan apakah susunan tersebut stabil atau tidak.
Apabila bentuk itu diperoleh dari susunan bata , maka struktur yang dihasilkan hanya
berfungsi dan stabil apabila dibebani gaya-gaya pada bidang, yang menyebabkan struktur
mempunyai gaya tekan merata. Struktur demikian tidak dapat memikul beban yang
menimbulkan perpanjangan atau lenturan karena tumpukan bata tersebut akan mudah
berantakan. Sekalipun demikian, struktur bata tersebut dapat sangat kuat apabila
digunakan cara yang benar. Yang sering digunakan oleh bangunan modern adalah suatu
bentuk struktur yang dinaman rigid arch ( pelengkung kaku ) bentuknya hampir sama
dengan pelengkung bata, tetapi terbuat dari material kaku yang dibentuk lengkung
( gambar 3 )
Dinding dan plat
Plat datar dan dinding adalah struktur kaku pembentuk permukaan. Suatu dinding
pemikul beban biasanya memikul beban lateral ( angina , gempa, dll ). Kekuatan dinding
bata terhadap beban yang ategak lurus bidangnyasangat terbatas. Suatu plat dasar
biasanya digunakan secara horizontal dan memikul beban sebagai lentur , dan
meneruskan ke tumpuan, struktur plat biasanya terbuat dari beton bertulang atau baja.
Plat horizontal :
Dibuat dengan pola susunan elemen garis kaku dan pendek
Skema segitiga 3 dimensi digunakan untuk memperoleh kekakuan
Plat kaku, sempit , panjang dapat pula digabungkan di sepenjang tepi panjangnya dan
digunakan dengan bentang horizontal, serupa dengan balok-balok. Struktur ini , yang
disebut folded plate ( plat lipat ), mempunyai potensi untuk membentang cukup jauh.
Cangkang silindrikal dan terowongan
Ketiganya merupakan contoh struktur plat-satu-kelengkungan.
Cangkang mempunyai bentang longitudinal dan lengkungannya tegak lurus
terhadap diameter bentang
Trowongan struktur berkelengkungan tunggal yang membentang secara
transversal. Terowongan dapat dipandang sebagai pelengkung menerus.
Kubah dan cangkang bola
Struktur kubah dan cangkang sangat efisien digunakan pada bentang besar, dengan
menggunakan material yang relative sedikit. Struktur bentuk kubah dapat juga dibuat dari
elemen-elemen garis, kaku , pendek , dengan pola berulang . contoh struktur demikian
adlah kubah geodesic.
Kabel
Kabel merupakan elemen struktur fleksibel. Bentuknya sangat tergantuk pada
besar dan perilaku beban yang bekerja padanya. Apabila kabel ditarik pada 2 ujung saja
maka bentuknya lurus. Kabel dapat digunakan pada bentang yang panjang. Biasanya
kebel digunakan pada jembatan yang memikul dek jalan raya beserta lalu lintas di
atasnya. Kabel juga dapat memikul permukaan atap gedung , khususnya pada situasi
bentang besar.
Membran , tenda , dan jaring
Membran adalah lembaran tipis dan fleksibel.
Bentuk sederhana maupun kompleks dapat dibuat dari membran-membran.
Untuk permukaan berkelengkungan ganda harus menggunakan segmen
yang jauh lebih kecil.
Jaring
Jaring ialah permukaan 3 dimensi yang terbuat dar sekumpulan kabel lengkung
yang melintang. Jaring mempunyai analogi dengan kulit membrane.
Gambar 3 (schodek hal : 9)